JPH0650307B2 - 分離剤の製造法 - Google Patents

分離剤の製造法

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JPH0650307B2
JPH0650307B2 JP59047927A JP4792784A JPH0650307B2 JP H0650307 B2 JPH0650307 B2 JP H0650307B2 JP 59047927 A JP59047927 A JP 59047927A JP 4792784 A JP4792784 A JP 4792784A JP H0650307 B2 JPH0650307 B2 JP H0650307B2
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初雄 杉谷
吉之 向山
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes

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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は,ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフイーの
カラム充填剤,剤等に有用な分離剤の製造法に関す
る。
(従来技術) 近年,粒子径が100μm以下の多孔性樹脂粒子が各種分
離剤に応用され,需要が拡大してきている。特に進歩の
著しい高速液体クロマトグラフイー(HPLC)用充填剤や工
業用分離システムへの利用がめざましく拡大する一方,
その性能の向上が強く求められつつある。多孔性樹脂粒
子は特にHPLC用カラム充填剤としてすぐれた性能を有し
ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフイー(GPC),分配
吸着,イオン交換用として幅広く使用されているが材質
が樹脂であるためシリカ系の充填剤に比べ溶剤膨潤性に
おとり,使用範囲が制限される欠点を持つ。すなわち溶
離液中での樹脂粒子の膨潤体積が溶離液の種類ごとに異
なるため,溶離液の交換が自由にできず使用溶離液が制
限される問題がある。この膨潤体積の変化を無視して溶
離液交換を行なつた場合,カラム圧の上昇や充填の不均
一化が生じ,カラムの分離性能は著しく低下してしま
う。このため,現在,異種の溶離液に対して膨潤体積が
変化しない多孔性樹脂粒子の出現が待たれている。
(発明の目的) 本発明は,このような課題を解決するものであり,溶剤
に対する膨潤性が著しく小さい多孔性樹脂粒子からなる
分離剤の製造法を提供するものである。
(発明の構成) 本発明は、カーボンブラック及び非反応性有機溶媒の存
在下に、架橋性ビニル系単量体及び非架橋性ビニル系単
量体からなる群から選ばれる少なくとも1種のビニル系
単量体を、カーボンブラックをカーボンブラックとビニ
ル系単量体の総量に対して20〜80重量%使用し、水
性懸濁重合することを特徴とする粒径3〜30μmの多
孔性樹脂粒子からなる分離剤の製造法に関する。
ここで,カーボンブラツクとしては,フアーネスブラツ
ク,チヤネルブラツク,サーマルブラツク,アセチレン
ブラツク等があり,予め下記に示すビニル系単量体がグ
ラフトされていてもよい。上記多孔性樹脂粒子中のカー
ボンブラツク含量は20〜80重量%,好ましくは30
〜70重量%である。カーボンブラツクが20重量%未
満になると耐溶剤膨潤性(溶剤に浸漬してもあまり膨潤
せず,溶剤の種類が異なつても膨潤の程度があまりかわ
らない性質)の改善効果が小さくなり,80重量%を越え
ると多孔性樹脂粒子の強度が小さくなる。カーボンブラ
ツクは,樹脂中に分散されており,均一に分散されてい
るのが好ましい。
多孔性樹脂粒子の樹脂成分は,スチレン,メチルスチレ
ン,モノビニルエチルベンゼン,クロロスチレン,アミ
ノスチレン,ジフエニルエチレン等のスチレン系単量
体,ビニルナフタレン,ビニルフエナントレン等のスチ
レン系単量体以外の芳香族ビニル化合物,アクリル酸エ
チル,アクリル酸ブチル等のアクリル酸アルキルエステ
ル,メタクリル酸メチル,メタクリル酸エチル,メタク
リル酸ブチル等のメタクリル酸アルキルエステル,アク
リル酸β−ヒドロキシエチル等のアクリル酸ヒドロキシ
アルキルエステル,メタクリル酸β−ヒドロキシエチル
等のメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル,アクリ
ロニトリル,メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化
合物,アクリルアミド,メタクリルアミド等の不飽和ア
ミド化合物,酢酸ビニル,プロピオン酸ビニル等の脂肪
酸ビニルエステル,フマール酸ジエチル,N−ビニルピ
ロリドン,ビニルフラン,ビニルイミダゾール,ビニル
ピリジン,ビニルフエノール,ビニルアセテートなどの
非架橋性ビニル系単量体とビニルベンゼン,ジビニルト
ルエン,ジビニルナフタレン,ジビニルフエノール,ジ
ビニルピリジン,フタル酸ジアリル,フマール酸ジアリ
ル,N,N−ジメタクリルアミド,エチレングリコール
ジメタクリレート等の架橋性ビニル系単量体の共重合
体,架橋性ビニル系単量体の重合体若しくは共重合体で
あり,樹脂中,架橋性ビニル系単量体が成分として10
重量%以上含まれるのが好ましく,特に20重量%以上
が好ましい。架橋性ビニル系単量体が少なすぎると多孔
性樹脂粒子の強度が低下する。
上記多孔性樹脂粒子の粒径は,特に制限はないが,高速
液体クロマトグラフイー用充填剤としては,測定時にカ
ラムにかかる圧力をできるだけ低くおさえる必要から
3.0〜30μmの範囲とされる。
また,上記多孔性樹脂粒子は,多数の細孔を有するが,
その細孔径は分離対象物質の分子量に対応して決める必
要がある。たとえば分離対象試料としてポリスチレンを
選んだ場合,細孔径105〜107Åでポリスチレンの分
子量が5×104〜5×108の分離が可能であり,細孔
径102〜104Åでポリスチレンの分子量が102〜7
×105Åの分離ができる。さらに分子量の小さい物質
を分離するためには細孔径を102Å以下に調整すれば
よい。
細孔径の大きさは,液体クロマトグラフイーにおける排
除限界を目安として決定することができる。
本発明における多孔性樹脂粒子は,上記カーボンブラツ
ク及び非反応性有機溶媒の存在下に,上記架橋性ビニル
径単量体又は上記架橋性ビニル系単量体と上記非架橋性
ビニル系単量体を水性懸濁重合させることにより製造さ
れる。ここで,カーボンブラツクはこれとビニル系単量
体の総量に対して20〜80重量%使用され,上記ビニ
ル系単量体をグラフト重合されたカーボンブラツクを使
用するときは,該カーボンブラツク,重合体分及びビニ
ル系単量体の総量に対して20〜80重量%使用され
る。
上記非反応性有機溶媒は,得られる樹脂粒子を多孔性に
するために使用される。該溶媒としては,トルエン,ジ
エチルベンゼン,ドデカン,イソプロピルアルコール,
イソアミルアルコール等があり,これらの使用量によ
り,得られる樹脂粒子の細孔の大きさを調整することが
できる。その使用量は使用目的により異なり一概に言え
ないが,カーボンブラツク又はグラフト化カーボンブラ
ツク及びビニル系単量体の総量に対して10〜150重
量%が好ましい。
上記水性懸濁重合においては,ビニル系単量体の重合の
ため重合開始剤が使用される。重合開始剤としては,ベ
ンゾイルパーオキサイド,t−ブチル−パーベンゾエー
ト等の過酸化物,アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ
ビス系化合物などが使用でき,これらは,ビニル系単量
体に対して0.5〜5重量%使用するのが好ましい。重
合開始剤はビニル系単量体に溶解して使用するのが好ま
しい。
また,上記水性懸濁重合は,水性媒体中で行なわれる
が,該水性媒体中には,懸濁剤が添加させられる。懸濁
剤としては,リン酸三カルシウム,ハイドロキシアパタ
イト,ピロリン酸マグネシウム等の難溶性無機塩,メチ
ルセルロース,エチルセルロース等のアルキルセルロー
ス,ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子などが使
用される。懸濁剤の使用量は,カーボンブラツク又はグ
ラフト化カーボンブラツク及びビニル系単量体の総量に
対して3〜50重量%が好ましく,特に10〜40重量
%が好ましい。
また,懸濁剤として特に難溶性無機塩を使用するとき
は,懸濁助剤を併用するのが好ましい。
懸濁助剤としては,ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム,ラウリル硫酸ナトリウム,アルキルナフタレンス
ルホン酸ナトリウム,ジアルキルスルホこはく酸塩,ポ
リオキシエチレンアルキルフエノールエーテル硫酸塩等
の陰イオン界面活性剤,ノニオン系界面活性剤,両性界
面活性剤などがあるが,分散系の安定性からみて,陰イ
オン界面活性剤の使用が好ましい。陰イオン界面活性剤
の使用量は,カーボンブラツク又はグラフト化カーボン
ブラツク及びビニル系単量体の総量に対して好ましくは
0.0005〜0.01重量%の範囲で適宜決定され
る。
上記水性懸濁重合において,特に有用な方法としては,
重合系の全配合物を予め,または,ビニニル系単量体の
重合率が40重量%になるまで,高速剪断を伴う撹拌下
に重合を行ない,その後は高速剪断が伴わない普通の撹
拌下に重合する方法である。この方法により得られる多
孔性樹脂粒子の粒径を小さくすると共に,その粒径分布
をせまくすることができる。上記高速剪断を伴う撹拌は
ビニル系単量体の重合率が1重量%以上で40重量%以
下の範囲の重合率になるまで行なうのが好ましい。
上記水性懸濁重合は,約65℃〜85℃で行なうのが好
ましい。
(実施例) 次に,本発明の実施例を示す。以下,%は重量%を意味
する。
実施例1 温度計,バイメタル式リレー,還流冷却器,ホモミキサ
ー((株)特殊機化工業製卓上M型機)を備えた2の四
つ口セバラブルフラスコに,カーボンブラツク(ライオ
ンアクゾ社製ケツチエンブラツク)80gをスチレン1
00gに分散させた混合物,アゾビスイソブチロニトリ
ル28.8gを60%ジビニルベンゼン(ジビニルベン
ゼン60%とモノビニルエチルベンゼン40%の混合物
を意味する。以下同様)90gに溶解させた混合物,1
0%難溶性りん酸三カルシウム(TCP)46.8g,1%
ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ(DA)2.52gを溶
解したイオン交換水840ml及びトルエン180gを仕込
み,ホモミキサーを使用した撹拌(約3,000r.p.
m)を行ないながらマントルヒーターで80〜85℃に
昇温し,温度を一定に保ちながら2時間重合させた(重
合率30%)。次に反応溶液をあらかじめ用意した温度
計,バイメタル式リレー,還流冷却器,H型羽根撹拌器
を備えた四つ口3セパラブルフラスコに素早く移し,
重合温度を80〜85℃に保ちながら,撹拌速度500
〜600r.p.mでさらに4時間重合させた。その間ビー
ズの粒度を光学顕微鏡で随時観察し,断続的に150g
のTCPを加え,分散系を安定させながらビーズの小粒
径化を保つた。生成した球状ビーズをロ過し希塩酸液で
洗浄した後分級し8〜12μm径のカーボンブラツクを
約30重量%含有する多孔性樹脂粒子をえた。この多孔
性樹脂粒子の乾燥物を10mlのメスシリンダーを使用し
て正確に2cm3ずつはかり取つたものを3本用意する。
この1本目のメスシリンダーにはテトラヒドロフラン
(THF),2本目にはメタノール,3本目にはn−ヘキ
サンを10mlずつ入れてよく撹拌後,密栓して24時間
静置し,24時間後の粒状重合体の各溶液中での膨潤時
の体積を求めた。この結果を表1に示す。
このようにして得られた多孔性樹脂粒子をメタノールで
スラリー状とした後,充填流量2ml/分で30分間かけ
て,内径4mm及び長さ50cmのステンレス製カラムに充
填した。このカラムを高速液体クロマトグラフ装置
((株)日立製作所製635A型)に組み込み,溶離液流量を
1.0ml/分とし,UV検知器(検出波250nm)を使
用して,芳香族化合物を試料として,その分離を行なつ
た。
上記芳香族化合物として,ベンゼン,ナフタレン,アン
トラセン及びベンゾ〔α〕ピレンの混合物を使用し,溶
離液としてメタノールを使用し,カラム圧20kgf /cm
2としたときに得られたクロマトグラフを第1図に,上
記芳香族化合物として,ベンゼン,ナフタレン及びアン
トラセンの混合物を使用し,溶離液としてn−ヘキサン
を使用し,カラム圧30kgf /cm2としたときに得られ
たクロマトグラムを第2図に示す。
実施例2 カーボンブラツク(オイルフアーネスブラツク,吸油量
1.4ml)200g,スチレン140g,60%ジビニ
ルベンゼン60g及びジメチルホルムアミド400gの
混合物を反応装置に仕込み,窒素雰囲気下で90℃で反
応させた。
重合開始剤はアゾビスイソブチロニトリルを用い,反応
開始時に1gを加えて1時間反応させた後,更に1gの
重合開始剤を追加して反応を行ない,更に1時間後に2
gの重合開始剤を加えた後2時間反応させて重合を完結
させた。これに貧溶媒として水を加えポリマーグラフト
化カーボンブラツクを析出させ,これを分離精製した後
乾燥した。
次いで,得られたポリマーグラフト化カーボンブラツク
80g,アゾビスイソブチロニトリル20g及び60%
ジビニルベンゼン80gの混合液を使用し,実施例1と
同様に重合させて多孔性樹脂粒子(カーボンブラツクを
約25重量%含む)を得た。この多孔性樹脂粒子の溶剤
に対する膨潤時の体積を実施例1と同様にして求めた。
この結果を表1に示す。
実施例3 カーボンブラツク(ライオンアクゾ(株)製ケツチエンブ
ラツク)200g及び60%ジビニルベンゼン70gの
混合物を実施例1と同様に重合させ,カーボンブラツク
を約74%含む多孔性樹脂粒子を得た。この多孔性樹脂
粒子を使用して,実施例1と同様にして溶剤に対する膨
潤時の体積を求めた。この結果を表1に示す。
比較例1 カーボンブラツクを使用しない以外は実施例1と同様に
操作し,カーボンブラツクを含まない多孔性樹脂粒子を
得,その溶剤膨潤性を評価した結果を表1に示す。ま
た,この多孔性樹脂粒子を使用し,実施例1と同様に,
n−ヘキサンを溶離として高速液体クロマトグラフイー
を行なおうとしたがカラム圧が100kgf /cm2を越
え,測定不可能であつた。
(発明の効果) 本発明の製造法によって得られる分離剤は,溶剤に対す
る膨潤性が著しく小さい。
【図面の簡単な説明】
第1図は,実施例1で得られた多孔性樹脂をカラム充填
剤とし,メタノールを溶離液として使用した芳香族化合
物の液体クロマトグラフイーの結果を示すクロマトグラ
ム並びに第2図は,n−ヘキサンを溶離液とした同様の
クロマトグラムである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カーボンブラック及び非反応性有機溶媒の
    存在下に、架橋性ビニル系単量体及び非架橋性ビニル系
    単量体からなる群から選ばれる少なくとも1種のビニル
    系単量体を、カーボンブラックをカーボンブラックとビ
    ニル系単量体の総量に対して20〜80重量%使用し、
    水性懸濁重合することを特徴とする粒径3〜30μmの
    多孔性樹脂粒子からなる分離剤の製造法。
  2. 【請求項2】カーボンブラックがポリマーグラフトカー
    ボンである特許請求の範囲第1項記載の分離剤の製造
    法。
JP59047927A 1984-03-13 1984-03-13 分離剤の製造法 Expired - Lifetime JPH0650307B2 (ja)

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JP6169988B2 (ja) * 2014-02-05 2017-07-26 大日精化工業株式会社 黒色の多孔質樹脂ビーズ、その製造方法、並びに該樹脂ビーズを用いた光沢感を抑えた質感の製品

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